【正文】 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)五海公路青龍山隧道隧道設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 1 國(guó)內(nèi)外研究狀況 2 3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 3 建筑材料選用 3 擬解決的主要問(wèn)題 3第2章 青龍山隧道總體設(shè)計(jì) 4 青龍山隧道工程地質(zhì)資料 4 地形地貌 4 區(qū)域穩(wěn)定性 4 地層巖性 4 地質(zhì)構(gòu)造 4 水文地質(zhì) 4 圍巖等級(jí)的確定 5 青龍山隧道選址 5 隧道選址原則 5 青龍山隧道選址 6 隧道洞口選擇及線型設(shè)計(jì) 6 洞口選擇和線型設(shè)計(jì)的原則 6 洞口位置的選擇 6 隧道縱斷面設(shè)計(jì) 6 隧道橫斷面設(shè)計(jì) 7 建筑限界 7 內(nèi)輪廓設(shè)計(jì) 7 本章小結(jié) 11第3章 洞門(mén)設(shè)計(jì) 12 洞口段地質(zhì)評(píng)價(jià) 12 出口段 12 入口段 12 洞門(mén)設(shè)計(jì) 12 洞門(mén)類型選擇 12 洞門(mén)設(shè)計(jì) 12 洞門(mén)建筑材料 13 洞門(mén)強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算 13 洞門(mén)結(jié)構(gòu)計(jì)算 14 抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 15 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 15 基底合力偏心距驗(yàn)算 16 基底壓應(yīng)力驗(yàn)算 16 墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算 16 本章小結(jié) 17第4章 明洞設(shè)計(jì) 18 明洞長(zhǎng)度確定 18 明洞設(shè)置 18 明洞基本參數(shù)設(shè)置及配筋 18 襯砌內(nèi)力計(jì)算 18 襯砌截面強(qiáng)度檢算 35 本章小結(jié) 41第5章 襯砌設(shè)計(jì) 42 概述 42 荷載計(jì)算 43 計(jì)算斷面參數(shù)選擇 43 淺埋和深埋的判斷 44 圍壓的確定 44 襯砌內(nèi)力計(jì)算 45 計(jì)算方法 45 計(jì)算圖示 46 襯砌幾何要素 47 63 64(不同圍壓級(jí)別) 68 襯砌驗(yàn)算 73 超淺埋斷面襯砌驗(yàn)算 73 淺埋斷面襯砌驗(yàn)算 78 深埋斷面襯砌驗(yàn)算 82 本章小結(jié) 87第6章 通風(fēng)照明設(shè)計(jì) 88 通風(fēng)設(shè)計(jì) 88 照明設(shè)計(jì) 89 洞外接近段照明 89 洞內(nèi)照明 90 照明計(jì)算 91 本章小結(jié) 95第7章 隧道防排水設(shè)計(jì) 96 防水設(shè)計(jì) 96 防排水標(biāo)準(zhǔn) 96 防水措施 96 復(fù)合式襯砌防水系統(tǒng) 96 二次襯砌防水系統(tǒng) 96 隧道洞內(nèi)排水 97 圍巖疏導(dǎo)排水 97 路側(cè)邊溝排水 97 側(cè)向排水溝 98 洞口與明洞防排水 98 洞口防排水 98 明洞防排水 100 本章小結(jié) 100第8章 施工工藝 101 施工方法 101 輔助施工 101 施工注意事項(xiàng) 101 本章小結(jié) 101結(jié)論 102參考文獻(xiàn) 103致謝 105第1章 緒 論我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家，北部小興安嶺地區(qū)交通很不發(fā)達(dá)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通問(wèn)題越來(lái)越成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。為了緩解這一現(xiàn)象，我國(guó)不斷加大道路的修建。在山區(qū)修建公路為節(jié)省工程造價(jià)，常常選擇盤(pán)山繞行，寧愿延長(zhǎng)距離而避開(kāi)修建隧道昂貴的費(fèi)用。隧道的修建在改善公路技術(shù)狀態(tài)，縮短運(yùn)行距離，提高運(yùn)輸能力，以及減少事故等方面起到重要的作用，經(jīng)過(guò)交通調(diào)查和當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門(mén)的論證，需修建一條公路，該公路是黑龍江省的一條重要的公路，主要是以哈爾濱為中心輻射二龍山與撫遠(yuǎn)縣公路。打造哈爾濱地區(qū)一日生活區(qū)，該公路需要跨越青龍山，擬建一條隧道，減少行程，提高經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)的青龍隧道預(yù)計(jì)全長(zhǎng)在1600m，它的建成將翻越青龍山的道路縮短約4km，行程時(shí)間減少1小時(shí)。二龍山是國(guó)家AAAA級(jí)旅游區(qū)，位于哈爾濱市東50公里處,坐落在古城賓州西南。景區(qū)占地25平方公里，一湖碧水，三面環(huán)山，自然風(fēng)光，美不勝收。這里既有二龍戲珠、長(zhǎng)龍臥波、銀峰插翠、碧波唱晚等十大麗景，又有寶島飛虹、湖面飛魚(yú)等四大奇觀。是消暑、度假、休閑、療養(yǎng)的好地方，年接待中外游客近百萬(wàn)人次。撫遠(yuǎn)縣隸屬于黑龍江省佳木斯市，位于中國(guó)黑龍江省東北部，黑龍江和烏蘇里江匯流的三角地帶 ，屬佳木斯市 。東經(jīng)133176。 40′ 08″至135176。 5′20″,北緯47176。 25′30″至48176。 27′40″，是我國(guó)最東部的縣級(jí)行政單位，也是我國(guó)最早見(jiàn)到太陽(yáng)的地方。東、北兩面與俄羅斯隔黑龍江、烏蘇里江相望，南鄰饒河，西接同江。全縣邊境線長(zhǎng)275公里。縣政府所在地?fù)徇h(yuǎn)鎮(zhèn)距俄羅斯遠(yuǎn)東第一大城市哈巴羅夫斯克市航道距離僅65公里。在黑龍江省及佳木斯市對(duì)外開(kāi)放的總體格局中，占有十分重要的戰(zhàn)略地位。根據(jù)土木工程專業(yè)（巖土與地下工程方向）的培養(yǎng)目標(biāo)要求及畢業(yè)服務(wù)去向，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，把所學(xué)過(guò)的專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，使理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合提高工程設(shè)計(jì)能力,能獨(dú)立進(jìn)行一般隧道設(shè)計(jì)。通過(guò)青龍山隧道設(shè)計(jì)，提高綜合運(yùn)用現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的能力，達(dá)到對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行鞏固、綜合掌握和靈活運(yùn)用的目的，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)確定的選題是青龍山隧道設(shè)計(jì)，并有針對(duì)性地在方案比選、隧道總體設(shè)計(jì)、隧道洞門(mén)設(shè)計(jì)、隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防排水設(shè)計(jì)、通風(fēng)照明設(shè)計(jì)、施工方案設(shè)計(jì)、施工圖繪制等方面進(jìn)行深入研究，熟練繪制和閱讀隧道施工圖，掌握隧道設(shè)計(jì)和施工的方法；通過(guò)該隧道畢業(yè)設(shè)計(jì)，能綜合訓(xùn)練學(xué)生的應(yīng)用各種手段查詢資料、獲取信息的基本能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，以及提高獨(dú)立思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生具有獨(dú)立解決一條隧道的設(shè)計(jì)和施工的能力，提高外文翻譯能力。以滿足畢業(yè)就業(yè)崗位的需要。 國(guó)內(nèi)外研究狀況據(jù)了解，我國(guó)目前最長(zhǎng)的隧道是鐵路線上的秦嶺隧道，位于我國(guó)西部大通道內(nèi)蒙古阿榮旗至廣西北海國(guó)道上西安至柞水段，在青岔至營(yíng)盤(pán)間穿越秦嶺，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為高速公路雙洞四車道，行車速度為每小時(shí)80公里。正在施工的雙向分離式四車道終南山隧道是世界第二、亞洲第一的公路隧道。在我國(guó)有8600多座鐵路、公路隧道，總長(zhǎng)度約4370多公里，居世界第一。我國(guó)已成為世界上隧道和地下工程最多、最復(fù)雜、發(fā)展最快的國(guó)家，其中鐵路隧道6876座，總長(zhǎng)度為3670公里，為世界第一；公路隧道總數(shù)已達(dá)1782座，總長(zhǎng)度704公里，是世界上公路隧道最多的國(guó)家。我國(guó)隧道數(shù)量和總長(zhǎng)度居世界第一。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)的發(fā)展，高速公路的大量出現(xiàn)，對(duì)道路的修建技術(shù)提出了較高的標(biāo)準(zhǔn)，要求線路順直、坡度平緩、路面寬敞等，因此，在道路穿越山區(qū)時(shí)，出現(xiàn)了大量的隧道方案。截至2007年年底，全國(guó)公路隧道為4673處、。其中，特長(zhǎng)隧道83處、長(zhǎng)隧道607處、中隧道758處、短隧道3225處、。隨著，隧道里程的不斷增加，關(guān)于隧道項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、科研工作中重大技術(shù)難題也一一得到攻克，現(xiàn)已有效地解決了通風(fēng)、機(jī)電控制、防災(zāi)救援以及噴錨支護(hù)、人行橫通道、行車橫通道的設(shè)置等技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)，有關(guān)隧道設(shè)計(jì)、施工的國(guó)家及部門(mén)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的完善和推出，這些都為隧道項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)管理提供了可靠的保障。新世紀(jì)我國(guó)進(jìn)入廠第十個(gè)五年計(jì)劃的建設(shè)時(shí)期，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)足今后五至十年一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。隨著高等級(jí)公路向西部延伸，新世紀(jì)前10年中，有總長(zhǎng)155km以上的公路隧道已經(jīng)投入建設(shè)。其中西安至安康高速公路上穿越秦嶺山脈的秦嶺終南山特長(zhǎng)公路隧道，全長(zhǎng)18．02km，屬世界規(guī)模第一、長(zhǎng)度第二的山嶺公路隧道；西安至漢中高速公路上穿越秦嶺山脈的三座特長(zhǎng)隧道單洞總長(zhǎng)34km，整個(gè)西漢高速公路隧道單洞總長(zhǎng)度約l00km；上海崇明島和武漢的長(zhǎng)江上將建設(shè)大型過(guò)江通道工程。同時(shí)，我國(guó)還有許多特長(zhǎng)隧道正在規(guī)劃和研究中。例如，貫穿中國(guó)沿海大走廊的渤海海峽隧道與瓊州海峽隧道等，修建連接臺(tái)灣省與祖國(guó)大陸的臺(tái)灣海峽隧道也在研討之中。今后，從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)，我國(guó)隧道工程技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，一是隧道工程質(zhì)量，包括工程質(zhì)量的控制和檢測(cè)技術(shù)；另一方面是隧道工程與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)，例如洞口環(huán)境的保護(hù)、圍巖變形和地表沉降的控制、地下水資源的保護(hù)等。這些問(wèn)題不但涉及施工新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，而且關(guān)系到設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（1） 《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ0262004；（2） 《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》；（3） 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTJ00197；（4） 《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ0042008；（5） 《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GB500862001；（6） 《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB501082001；（7） 《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ02690。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1） 隧道按規(guī)定的遠(yuǎn)期交通量設(shè)計(jì)，采用分離式單向行駛雙車道隧道（上、下行分離）。（2） 隧道設(shè)計(jì)車速，隧道幾何線形與凈空按80km/h 設(shè)計(jì)，隧道照明設(shè)計(jì)速度按80km/h 設(shè)計(jì)。 建筑材料選用（1） 混凝土：強(qiáng)度等級(jí)為CC25（2） 普通鋼筋：箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335鋼筋 擬解決的主要問(wèn)題（1） 襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算（2） 隧道洞門(mén)位置的選擇 我希望通過(guò)對(duì)青龍山隧道的設(shè)計(jì)，來(lái)提高我們自身的能力，同時(shí)也希望我們的設(shè)計(jì)能為經(jīng)濟(jì)建設(shè)做一些貢獻(xiàn)。第2章 青龍山隧道總體設(shè)計(jì) 青龍山隧道工程地質(zhì)資料 地形地貌 青龍山隧道穿越二龍山和撫遠(yuǎn)兩個(gè)城市，撫遠(yuǎn)呈多類型地貌結(jié)構(gòu)，主要為構(gòu)造剝蝕低山標(biāo)高500—1690m，屬中低山。這些地帶地形起伏大，坡度較陡，坡度為30—70176。構(gòu)造發(fā)育，基巖上部覆蓋有第四系松散堆積物，易產(chǎn)生泥石流、滑坡和崩塌災(zāi)害，大興安嶺處于高緯度帶，是多年凍土分布區(qū)。 隧道最大埋深約為62m。隧道起止樁號(hào)分別為上行K257+～K259+，；下行K257+～K259+。地形連綿起伏，地勢(shì)高差相差較大。 區(qū)域穩(wěn)定性本地區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，隧道區(qū)域內(nèi)無(wú)區(qū)域深活動(dòng)斷裂，史上也無(wú)大的地震災(zāi)害記錄，地殼基本穩(wěn)定，按規(guī)范規(guī)定不設(shè)防。 地層巖性 青龍山隧道經(jīng)區(qū)域調(diào)查，分別是處于早侏羅世中期白堊紀(jì)時(shí)期分區(qū)：海林小區(qū)；晚太古代早侏羅世早期時(shí)期分區(qū)：新林區(qū)、本區(qū)。 地質(zhì)構(gòu)造 該地區(qū)屬處于古亞洲構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域的接合部位、構(gòu)造發(fā)展多階段，多旋回、不平衡性明顯，地殼活動(dòng)性較強(qiáng)，因此，地質(zhì)構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜。 水文地質(zhì) 黑龍江省地下水類型主要有松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水和基巖裂隙水、凍土層孔隙裂隙水。撫遠(yuǎn)地區(qū)山區(qū)以基巖裂隙水為主，其中以不同時(shí)期的花崗巖分布面積最廣，約為山區(qū)面積的45％，其次為火山巖、變質(zhì)巖和碎屑沉積巖。山間溝谷、河谷及平原區(qū)分布有松散巖類孔隙水，中新生代坳（斷）陷盆地分布有第三系、白堊系及上侏羅系的碎屑沉積巖孔隙裂隙水。主要接受大氣降水補(bǔ)給，以泉形式或側(cè)向補(bǔ)給形式排泄。北緯48176。以北為多年凍土區(qū)，埋藏有凍結(jié)層裂隙水，受大氣降水及凍土區(qū)外裂隙水深部循環(huán)補(bǔ)給。 圍巖等級(jí)的確定 根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、鉆探、物探等勘察成果，得隧道沿線地質(zhì)圍巖情況如下。 隧道地質(zhì)圍巖分級(jí)表樁號(hào)標(biāo)段圍巖級(jí)別埋深(m)備注K257+500—K259+100Ⅳ5～70長(zhǎng)1600m具體工程地質(zhì)情況如下：左洞： 全段圍巖以碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化巖為主，節(jié)理裂隙發(fā)育，RQD值較大，呈塊石狀壓碎結(jié)構(gòu)，拱部無(wú)支護(hù)時(shí)可產(chǎn)生較大坍塌，側(cè)壁基本穩(wěn)定，爆破震動(dòng)過(guò)大易坍。本設(shè)計(jì)左洞與右洞基本相似。 青龍山隧道選址 隧道選址原則綜合分析本隧道的地形地質(zhì)圖，根據(jù)以下原則對(duì)隧道進(jìn)行選址：（1） 隧道位置應(yīng)盡可能選擇在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖性較好，穩(wěn)定的地層中通過(guò)。應(yīng)注意避免巖層軟弱結(jié)構(gòu)面、斷層，必須通過(guò)時(shí)，應(yīng)使隧道的通過(guò)長(zhǎng)度最小。（2） 隧道穿越兩種巖性迥然不同的巖層接觸帶時(shí)，應(yīng)避免平行和接近平行，應(yīng)盡可能垂直或接近垂直方向穿越接觸帶。（3） 當(dāng)隧道通過(guò)單斜構(gòu)造時(shí)，隧道中線以垂直巖層走向穿越最為有利。當(dāng)隧道中線與非水平巖層走向一致或斜交角很小時(shí)，應(yīng)力求將隧道置于巖性較好、強(qiáng)度較高的層內(nèi)。如巖層傾角較大，又有粘著力較差的軟弱夾層時(shí)，應(yīng)注意有產(chǎn)生順層滑動(dòng)的可能。（4） 當(dāng)隧道通過(guò)褶曲構(gòu)造時(shí)，隧道位置選擇在褶曲構(gòu)造一翼或背斜褶皺中軸處通過(guò)較為有利。不宜將隧道置于向斜軸部通過(guò)。（5） 越嶺隧道首先可以從地形角度選擇可能穿越的埡口，擬定該埡口處越嶺標(biāo)高及兩側(cè)相應(yīng)的展線方案。綜合考慮工期、經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)難度等，選擇合適的臨界標(biāo)高。（6） 選擇隧道的臨界標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意下列因素：要盡可能把隧道埋置于較好的地層中；應(yīng)使洞口位置處于較好的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)的地方，便于施工場(chǎng)地布置；隧道長(zhǎng)度應(yīng)考慮施工期限和施工技術(shù)條件。 青龍山隧道選址根據(jù)隧道選址的原則，結(jié)合本地段的地形地質(zhì)情況，本隧道的選址歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：選擇合適的臨界標(biāo)高，在保證隧道埋深的前提下盡量減少隧道的長(zhǎng)度；洞口段中線盡量選擇與地形等高線垂直。 隧道洞口選擇及線型設(shè)計(jì) 洞口選擇和線型設(shè)計(jì)的原則（1） 隧道洞口位置應(yīng)根據(jù)地形、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況，著重考慮隧道仰坡、邊坡的穩(wěn)定，保證施工及運(yùn)營(yíng)的安全，并結(jié)合洞口有關(guān)工程及施工條件，綜合研究比選確定。一般情況隧道宜早進(jìn)洞、晚出洞。（2） 洞口段所在位置為坡積層地質(zhì)，地形緩和，埋深較淺，應(yīng)采用有效措施，做好防排水工作，不應(yīng)采取刷坡清方，以免破壞山體穩(wěn)定，招致坍方、滑坡病害。必要時(shí)宜接長(zhǎng)明洞，確保施工和運(yùn)營(yíng)安全。（3） 如果是長(zhǎng)隧道，洞口位置選擇應(yīng)結(jié)合施工方法綜合考慮，則應(yīng)具有較好的交通條件和外部電源條件。（4） 隧道線路應(yīng)力求與地形等高線垂直或近似垂直進(jìn)洞。如果不滿足要求時(shí)，應(yīng)以大角度斜交進(jìn)洞為宜。 洞口位置的選擇根據(jù)洞口的選擇原則，結(jié)合地質(zhì)圖，本隧道洞口段均位于坡積層上，且坡度較緩，圍巖較差，因此應(yīng)考慮避免大挖大刷，早進(jìn)洞，晚出洞。綜合考慮地形地質(zhì)以及路線需要，將入口端左洞口設(shè)在K257+，右洞口設(shè)在K257+，；出口端洞口設(shè)在K259+。綜合隧道地址和洞口位置的選擇，該隧道的左、右線樁號(hào)為：左洞：K257+～K259+，右洞：K257+～K259+。左右線平面均設(shè)為直線。 隧道縱斷面設(shè)計(jì)本隧道的基本坡道形式設(shè)為單坡。坡道形式的選擇依據(jù)和縱坡坡度的主要控制因素為通風(fēng)問(wèn)題和對(duì)汽車行駛的利害。隧道的縱坡以不防礙排水的緩坡為宜，坡度過(guò)